Trong Vật Lý 7, các em sẽ được học rất nhiều điều về âm thanh và những điều thú vị xung quanh. Hôm nay, Manta.edu.vn sẽ giới thiệu đến các bạn kiến thức về Độ cao của âm là gì? Công thức tính toán cũng như các hệ số phân biệt âm khác nhau. Tất cả sẽ có trong bài viết dưới đây.
Độ cao của âm là gì?
Âm thanh xuất hiện xung quanh chúng ta, có thể là từ giọng nói hoặc từ các nhạc cụ. Tuy nhiên, âm thanh sẽ có âm trầm và âm bổng khác nhau, bởi chúng được xác định từ các đặc tính vật lý của âm thanh, được gọi là tần số.
Độ cao của âm thì âm sẽ phụ thuộc vào tần số hoặc số lần dao động trong một giây của vật phát ra âm đó.
Ví dụ: Khi kéo căng dây đàn và gảy mạnh vào dây đàn, tần số dao động của dây càng lớn thì âm phát ra càng cao.
Tần số âm
Tần số âm thanh là tần số mà con người có thể nghe được, nằm trong khoảng từ 20Hz đến 20kHz. Tần số âm thanh là đại lượng quyết định chính đến cao độ
Đơn vị chuẩn là Hertz (viết tắt là Hz).
Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số
Như đã giới thiệu trong định nghĩa, Độ cao của âm sẽ phụ thuộc vào tần suất. Sự rung động của một vật thể tạo ra những âm thanh khác nhau và chúng ảnh hưởng đến cao độ khác nhau.
-
Khi vật dao động nhanh dần đều và có tần số dao động tương đối lớn (tức là trong một đơn vị thời gian vật thực hiện được nhiều lần dao động) thì âm phát ra sẽ gọi là âm cao hơn hay âm bổng.
-
Khi vật dao động tắt dần và tần số dao động khá nhỏ (nghĩa là trong một đơn vị thời gian vật dao động ít) thì âm phát ra sẽ gọi là âm trầm hoặc âm trầm.
Vật thực hiện một dao động điều hòa là: khi vật đi được quãng đường kể từ lúc bắt đầu dao động cho đến khi trở về vị trí cũ.
Tần số: là số dao động mà vật thực hiện được trong 1s.
Công thức tính tần số dao động
f = n/t
Trong đó:
f : tần số dao động (Hz)
n: số lần dao động
t: thời gian vật thực hiện được n dao động (s)
Đơn vị: Đơn vị của tần số dao động là Herc (kí hiệu: Hz)
Âm cao (âm bổng), âm thấp (âm trầm)
-
Âm cao (âm bổng ) : Vật dao động càng nhanh (tần số dao động càng lớn) thì âm phát ra càng cao (âm bổng càng cao).
-
Âm trầm (trầm): Vật dao động càng chậm (tần số dao động càng nhỏ) thì âm phát ra càng trầm (càng trầm).
Một số lưu ý:
-
Âm có tần số nhỏ hơn 20Hz gọi là hạ âm .
-
Âm có tần số lớn hơn 20000Hz gọi là siêu âm.
-
Tần số từ 20Hz đến 20000Hz là tần số bình thường mà tai người có thể nghe được.
-
Một số loài động vật có thể nghe được sóng hạ âm và sóng siêu âm (dơi, chó, cá heo,…).
Các yếu tố phân biệt các âm thanh khác nhau
Để có thể phân biệt được các âm thanh khác nhau, chúng ta cần dựa vào 3 đặc điểm sinh lý của âm thanh gồm: cao độ, độ to và âm sắc.
Độ cao của âm
-
Đây là một đặc tính sinh lý của âm thanh, gắn liền với tần số của âm thanh.
-
Tần số càng cao thì âm thanh càng cao. Ngược lại, âm thanh nghe được càng thấp thì tần số càng thấp.
Độ to của âm thanh
-
Độ to của âm là khái niệm chỉ các đặc tính sinh lí của âm, gắn với các đặc trưng vật lí về cường độ âm. Tuy nhiên, không thể đo độ ồn dựa trên các mức cường độ âm thanh.
-
Độ to của âm sẽ phụ thuộc vào tần số của âm, cường độ âm và mức cường độ của âm.
-
Âm càng to thì âm càng to.
-
Âm có cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể cảm nhận được gọi là ngưỡng nghe.
-
Âm thanh có cường độ âm thanh lên tới 10W/m2, tai của chúng ta có cảm giác nhói ở tất cả các tần số gọi là ngưỡng đau.
Âm sắc của âm thanh
-
Âm sắc của âm thanh thường khác nhau và rất dễ nghe, chẳng hạn khi các nhạc cụ khác nhau phát ra cùng một cao độ thì tai của chúng ta vẫn có thể phân biệt được từng nhạc cụ đó.
-
Các âm có cùng cao độ do các nhạc cụ khác nhau phát ra có chu kỳ như nhau nhưng đồ thị dao động của chúng hoàn toàn khác nhau.
-
Có thể hiểu âm sắc là một đặc tính sinh lí của âm thanh, giúp ta phân biệt được âm thanh do các nguồn khác nhau phát ra. Đồ thị dao động âm sắc có quan hệ mật thiết với âm sắc.
bài tập Độ cao của âm
Câu 1: Điều nào sau đây không đúng?
A. Tai người nghe được hạ âm và siêu âm.
B. Hạ âm là âm có tần số nhỏ hơn 20Hz.
C. Máy phát siêu âm là máy phát ra âm có tần số lớn hơn 20000Hz.
D. Một số loài động vật có thể nghe được những âm thanh mà tai người không nghe được.
Câu 2: Khi gõ vào mặt trống thì mặt trống dao động và phát ra âm thanh. Nhưng khi con lắc dao động thì không nghe thấy âm thanh nào. Có người giải thích như sau, chọn cách giải thích đúng?
A. Con lắc không phải là nguồn phát âm.
B. Con lắc là nguồn phát âm nhưng có tần số nhỏ (hạ âm) nên tai người không nghe được.
C. Vì dây treo của con lắc ngắn nên con lắc không có khả năng phát ra âm.
D. Con lắc chuyển động nên không có âm thanh.
Câu 3: Chọn phát biểu đúng?
A. Tần số là số lần dao động mà vật thực hiện được trong một khoảng thời gian xác định.
B. Đơn vị của tần số là giây (s).
C. Tần số là đại lượng không có đơn vị.
D. Tần số là số dao động thực hiện được trong 1 giây.
Câu 4: Tần số dao động càng lớn thì
A. Âm càng nhỏ
B. Âm càng to
C. Âm càng lúc càng to
D. Âm càng cao âm càng cao.
Câu 5: Khi điều chỉnh dây đàn, tần số đầu ra sẽ thay đổi. Dây càng căng thì âm càng to:
A. đến
B. học bổng
C. thấp
D. em bé
Câu 6 : Một con lắc đơn thực hiện được 20 dao động trong 10s. Tần số dao động của con lắc này là:
MỘT.2Hz
B. 0,5Hz
C. 2s
D. 0,5s
Câu 7: Xác định dao động có tần số lớn nhất trong các dao động sau?
A. Một vật trong 5s dao động được 500 lần và phát ra âm.
B. Vật dao động phát ra âm có tần số 200Hz.
C. Trong 1 giây vật dao động được 70 dao động.
D. Trong một phút vật dao động được 1000 dao động.
Câu 8: Một vật dao động điều hòa với tần số 50Hz thì số lần dao động của vật trong 5s sẽ là:
A. 10
B. 55
C. 250
D. 45
Đáp án:
-
A
-
B
-
D
-
D
-
B
-
A
-
B
-
C
Hướng dẫn giải câu 6,7,8:
Câu 6: f= nt= 2010= 2 (Hz)
Câu 7:
– Trường hợp A: f = n/t = 500/5 = 100 (Hz)
– Trường hợp B: f = 200 (Hz)
– Trường hợp C: f = 70 (Hz)
– Trường hợp D: f = n/t = 1000/60 ≈ 17 (Hz)
⇒ Trường hợp B có tần số cao nhất.
Câu 8:
Trong 5s vật thực hiện được số lần dao động là:
f = n/t ⇒ n = ft = 50,5 = 250 (dao động)
Hi vọng qua bài viết này các bạn sẽ nắm rõ lý thuyết cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến Độ cao của âm và ứng dụng được nhiều vào cuộc sống bên ngoài. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết.
